- 化学与资源开发利用
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(2013秋•天山区校级期末)某学小组同学设计了以下三组实验验证某无色溶液中含有的离子.下列说法正确的是( )
(1)溶液直接观察无明显的紫色火焰:证明没有K+
(2)溶液
产生白色沉淀:证明有SO42-
(3)溶液白色沉淀
无色溶液
白色沉淀:证明有Al3+.
正确答案
解析
解:(1)溶液直接观察无明显的紫色火焰,可能含有K+,也可能没有;
(2)溶液
产生白色沉淀,该白色沉淀是氯化银或是硫酸钡,可以证明有SO42-和Cl-中的至少一种;
(3)溶液白色沉淀
无色溶液
白色沉淀:证明一定有Al3+,
A、该无色溶液有可能含有铝离子、钾离子、硫酸根离子,所以可能是明矾溶液,故A错误;
B、这三组实验中,(3)中,铝离子能和氨水反应,且生成产物氢氧化铝可以和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠可以与二氧化碳反应得到氢氧化铝,符合转化的物质是固定的,所以(3)是严密合理的,故B正确;
C、步骤④中氨水为弱碱,一水合氨应该保留分子式,正确的离子方程式为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故C错误;
D、步骤⑥中水的计量数错误,正确的化学方程式为:NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3,故D错误;
故选B.
某无色透明酸性溶液,可能含有K+、Mg2+、Al3+、Cu2+、NH4+、Cl-、SO42-、NO3-中的几种,取该溶液三等份分别进行实验①加入少量Zn产生H2,②逐滴加人NaOH溶液,其加入量和沉淀生成量关系如图所示,③加入0.1mol/LBaCl2溶液至5ml时不再产生白色沉淀,取上层清液加入足量AgNO3溶液,得到0.287g沉淀,由此推知原溶液中( )
正确答案
解析
解:某无色透明酸性溶液,一定不含Cu2+,②逐滴加入NaOH溶液,其加入量和沉淀生成量关系如图所示,开始没有沉淀生成,后沉淀先是增大,后接着减小,则一定含有H+、Mg2+、Al3+,一定不含有NH4+,③加入0.1mol/LBaCl2溶液至5ml时不再产生白色沉淀,一定含有SO42-,硫酸根离子和钡离子的物质的量是相等的,即为0.1mol/×0.005L=0.0005mol,氯化钡中氯离子的物质的量是0.001mol,取上层清液加入足量AgNO3溶液,得到0.287g沉淀,则AgCl的物质的量是0.002mol,所以原溶液含有氯离子是0.001mol,①加入少量Zn产生H2,则溶液中不能含有NO3-,
综上知道:溶液中一定存在的离子有:Mg2+、Al3+、Cl-、SO42-,一定不存在的是Cu2+、NH4+、NO3-.由于Mg2+、Al3+物质的量不确定,故K+离子无法判断,
故选D.
某溶液中可能存在Al3+、Cl-、Mg2+、Na+、Br-、CO32-、SO32-等七种离子中的几种.现取该溶液进行实验,得到如下现象:
①向该溶液中滴加足量氯水后有无色无味气体产生,再加入CCl4振荡,下层液体呈红棕色;②取上层无色溶液,加入足量Ba(NO3)2溶液,无沉淀产生;
③向所得溶液中继续滴加AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色沉淀产生.
据此可以推断,该溶液中肯定存在的离子是______,可能存在的离子是______.
正确答案
CO32-、Na+、Br-
Cl-
解析
解:①向溶液中滴加足量氯水后,有无色无味气泡冒出,说明溶液中含离子CO32-;再加入CCl4振荡,下层液体呈红棕色,说明溶液中含有Br-;
②取上层无色溶液,加入足量Ba(NO3)2溶液,无沉淀生成,说明不含SO32-;
③向所得溶液中加入AgNO3溶液,有不溶于HNO3的白色沉淀产生,即氯化银生成,又因为开始加了氯水引入了氯离子,所以不能判断原溶液是否含氯离子;
溶液中含有CO32-,则一定不含有Al3+、Mg2+,因与CO32-反应生成沉淀,
根据溶液呈电中性原则,溶液中一定含有Na+,
所以溶液中一定含有的离子为CO32-、Br-、Na+,可能存在的离子是 Cl-;
故答案为:CO32-、Na+、Br-; Cl-.
1L某混合溶液,可能含有的离子如下表:
(1)往该溶液中逐滴加入NaOH溶液并适当加热,产生 沉淀和气体的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(v)的关系如图所示.
则该溶液中确定含有的离子有______;
不能确定是否含有的阳离子有______,
肯定不存在的阴离子有______.
(2)经检测,该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-,若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:
①当通入Cl2的体积为2.8L时,溶液中发生反应的离子方程式为______.
②原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为______.
正确答案
解:(1)根据第一段,没有生成沉淀,说明一定含有氢离子,故肯定不含有ClO‑、AlO2-,生成沉淀在后面完全溶解,说明一定含有铝离子,肯定不含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,根据第三段,和氢氧化钠反应不产生沉淀,说明一定含有铵根离子;即原溶液中含有的阳离子是H+、NH4+、Al3+;肯定不含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、ClO‑、AlO2-;可能含有K+、Cl-、Br-、I-;故答案为:H+、NH4+、Al3+,K+,ClO‑、AlO2-;
(2)①n(Cl2)==0.125mol,通入氯气,先与I-反应,生成单质碘,方程式为:Cl2+2I-=I2+2Cl-,
故答案为:Cl2+2I-=I2+2Cl-;
②2.8L时,n(Br-)=1.5mol,故原溶液中n(Br-)=1.5mol;
n(Cl-)=0.125×2=0.25mol,n(I-)=0.25mol,故原溶液中n(Cl-)=1.25-0.25=1mol;
5.6L时,n(Br-)=1.5-1.4=0.1mol,n(I-)=0.25-0.1=0.15,故原溶液中n(I-)=0.25+0.15=0.4mol;
故原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为:1:1.5:0.4=10:15:4,
故答案为:10:15:4.
解析
解:(1)根据第一段,没有生成沉淀,说明一定含有氢离子,故肯定不含有ClO‑、AlO2-,生成沉淀在后面完全溶解,说明一定含有铝离子,肯定不含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,根据第三段,和氢氧化钠反应不产生沉淀,说明一定含有铵根离子;即原溶液中含有的阳离子是H+、NH4+、Al3+;肯定不含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、ClO‑、AlO2-;可能含有K+、Cl-、Br-、I-;故答案为:H+、NH4+、Al3+,K+,ClO‑、AlO2-;
(2)①n(Cl2)==0.125mol,通入氯气,先与I-反应,生成单质碘,方程式为:Cl2+2I-=I2+2Cl-,
故答案为:Cl2+2I-=I2+2Cl-;
②2.8L时,n(Br-)=1.5mol,故原溶液中n(Br-)=1.5mol;
n(Cl-)=0.125×2=0.25mol,n(I-)=0.25mol,故原溶液中n(Cl-)=1.25-0.25=1mol;
5.6L时,n(Br-)=1.5-1.4=0.1mol,n(I-)=0.25-0.1=0.15,故原溶液中n(I-)=0.25+0.15=0.4mol;
故原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为:1:1.5:0.4=10:15:4,
故答案为:10:15:4.
A、B、C、D、E均是由下列10种离子组成的5种常见的可溶性化台物(离子不能重复组合).已知:
(1)元素X的原子结构示意图为______;Y离子的电子式为______.
(2)通过所学的知识比较分析,就可判断其中必有的2种物质是______和______(填化学式).
(3)已知Z是常见的多核阴离子,现将(2)中确定的2种物质分别与Z的溶液混合时,一种产生红褐色沉淀和无色无气味的气体;另一种产生棕黄色沉淀,向该沉淀中滴人足量稀硝酸,沉淀部分溶解,剩余的沉淀为白色.则Z的化学式为______.
(4)含X的物质的水溶液中,所有离子物质的量浓度由大到小的顺序为______.
(5)将铜片投入到装有D溶液的试管中,铜片不溶解,再滴加稀硫酸,铜片逐渐溶解,试管口附近有红棕色气体出现,写出溶解铜片的离子方程式______.
正确答案
Al3+
Na2CO3
Ba(OH)2
SO42-
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O
解析
解:(1)X是短周期主族元素中金属性最强的元素形成的简单阳离子,即为Na+,钠原子结构示意图是:,Y是简单的阳离子,具有10个电子,且离子半径是10个电子离子中最小的,即为Al3+,电子式为Al3+,故答案为:
;Al3+;
(2)根据离子的共存知识,碳酸根离子只能和钠离子共存,剩下的氢氧根离子只能和钡离子共存,所以其中必有的2种物质是Na2CO3和Ba(OH)2,故答案为:Na2CO3;Ba(OH)2;
(3)将(2)中确定的2种物质Na2CO3、Ba(OH)2分别与Z的溶液混合时,一种产生红褐色沉淀:氢氧化铁和无色无气味的气体:二氧化碳;另一种产生棕黄色沉淀,向该沉淀中滴人足量稀硝酸,沉淀部分溶解,剩余的沉淀为白色:硫酸钡,则Z的化学式为:SO42-,故答案为:SO42-;
(4)碳酸钠的水溶液中,碳酸根离子会水解,导致溶液显示碱性,离子浓度大小顺序是:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
(5)将铜片投入到装有D溶液即硝酸盐溶液的试管中,铜片不溶解,再滴加稀硫酸,铜片逐渐溶解,是因为通可以溶于硝酸的缘故,反应的实质是3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O.
某工业废水仅含下表中的某些离子,且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L (此数值忽略水的电离及离子的水解)
甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.取该无色溶液5mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加.
Ⅱ.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰.
Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色.
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2 溶液,有白色沉淀生成.
请推断:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是______.
(2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是______.
(3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有______,阴离子有______;并据此推测原溶液应该呈______性,原因是______(用离子方程式说明).
(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,此过程中涉及的离子方程式为______.充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,得到的固体质量为______g.
正确答案
解:Ⅰ.取该无色溶液5mL,说明一定不含有Cu2+,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加,说明增加的是NH4+,所以原溶液中一定不含NH4+,可能含有Mg2+、Al3+,不含NH4+,CO32-;
Ⅱ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察),说明没有K+;
Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO,即溶液中有I-、NO3-;,判断一定不含有Ag+;
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明有SO42-;
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+;
故答案为:K+、NH4+、Cu2+;
(2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体,是I-与NO3-和H+反应生成NO,其离子方程式:6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;
故答案为:6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;
(3)由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-,SO42-,且各为0.1mol/L,依据电荷守恒可知,推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+,其浓度为0.1mol/L,由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-,所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是:Mg2+、Al3+;阴离子是:Cl-、I-、NO3-、SO42-,溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性,反应的离子方程式为:Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
故答案为:Mg2+、Al3+;Cl-、I-、NO3-、SO42-;酸;Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Mg2+、Al3+ 反应生成Mg(OH)2,NaAlO2,涉及的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,根据元素守恒:n(MgO)=n(Mg2+)=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol;m(MgO)=0.01mol×40g/mol=0.4g;
故答案为:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;0.4.
解析
解:Ⅰ.取该无色溶液5mL,说明一定不含有Cu2+,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加,说明增加的是NH4+,所以原溶液中一定不含NH4+,可能含有Mg2+、Al3+,不含NH4+,CO32-;
Ⅱ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察),说明没有K+;
Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,说明有还原性离子 I-与NO3-和H+反应生成NO,即溶液中有I-、NO3-;,判断一定不含有Ag+;
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明有SO42-;
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是K+、NH4+、Cu2+;
故答案为:K+、NH4+、Cu2+;
(2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体,是I-与NO3-和H+反应生成NO,其离子方程式:6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;
故答案为:6I-+2NO3-+8H+═3I2+2NO↑+4H2O;
(3)由上述分析可知一定含有的阴离子I-、NO3-,SO42-,且各为0.1mol/L,依据电荷守恒可知,推断出的阳离子含有Mg2+、Al3+,其浓度为0.1mol/L,由电荷守恒可知溶液中还有一种-1价的阴离子为Cl-,所以甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是:Mg2+、Al3+;阴离子是:Cl-、I-、NO3-、SO42-,溶液中镁离子和铝离子水解溶液呈酸性,反应的离子方程式为:Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
故答案为:Mg2+、Al3+;Cl-、I-、NO3-、SO42-;酸;Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Mg2+、Al3+ 反应生成Mg(OH)2,NaAlO2,涉及的离子方程式为Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,根据元素守恒:n(MgO)=n(Mg2+)=cV=0.1mol/L×0.1L=0.01mol;m(MgO)=0.01mol×40g/mol=0.4g;
故答案为:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++4OH-═AlO2-+2H2O;0.4.
已知Fe3+的氧化性强于I2,某澄清溶液中可能只含有Na+、Fe3+、Fe2+、SO42-、Cl-、Br-、I-中的若干种,现取部分溶液依次进行如下实验:
①通入一定量Cl2后,加入CCl振荡,静置后CCl层呈紫红色,用分液漏斗分液;
②向分液后的水溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液,产生白色沉淀;
③过滤后将滤液分为两份,向一份中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生大量沉淀,向另一份中加入少量KSCN溶液,溶液立即变为血红色.
根据上述实验,以下推测正确的是( )
正确答案
解析
解:①通入一定量Cl2后,加入CCl4振荡,静置后CCl4层呈紫红色,用分液漏斗分液;证明含有I-,不含有Fe3+;
②向分液后的水溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液,产生白色沉淀;证明含有SO42-;
③过滤后将滤液分为两份,向一份中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生大量沉淀,证明含有Cl-;但不能证明原溶液中是否含有Cl-,因为①中通入了氯气;向另一份中加入少量KSCN溶液,溶液立即变为血红色.依据①分析可知一定含有Fe2+;
A、依据分析Cl-、Na+不能确定;故A正确;
B、分析可知一定含有碘离子所以一定不含Fe3+;故B错误;
C、分析可知溶液中一定含有亚铁离子,亚铁离子水解显酸性,所以溶液不是中性;故C错误;
D、溶液中一定含有亚铁离子,溴离子不能确定,故D错误;
故选A.
(2013秋•西安校级月考)某溶液,只可能含有以下离子中的若干种:H+、NH4+、K+、Mg2+、NO2-、CO32-、NO3-,现取两份200mL溶液进行如下实验:(已知HNO2不稳定极易分解2HNO2=H2O+NO2↑+NO↑)
①第一份加足量AgNO3溶液后,有11.68g白色沉淀产生,沉淀中加入足量稀盐酸充分反应,有棕色气体产生,沉淀颜色不变,但是质量减少0.2g;
②将产生的气体全部通入过量的澄清石灰水,又得到白色沉淀2.0g,该沉淀能溶于稀盐酸产生无色气体;
③第二份加入过量浓NaOH溶液,加热使产生的气体全部放出,用100mL0.5mol•L-1的稀硫酸恰好完全吸收,酸也不剩余.根据上述实验,以下推测不正确的是( )
正确答案
解析
解:根据①可知,该白色沉淀中一定含有亚硝酸银,亚硝酸银与盐酸反应生成氯化银与亚硝酸,亚硝酸不稳定分解生成NO、NO2和水,所以原溶液中一定含有NO2-,则氢离子一定不能大量共存;
根据②可知,该白色沉淀应该是碳酸钙,物质的量是:=0.02mol,所以气体中含有CO2,这说明反应①中生成的白色沉淀一定有碳酸银,则原溶液中一定含有CO32-,因此Mg2+就一定不能大量共存;
由碳原子守恒,CO32-的物质的量是0.02mol,则碳酸银沉淀的质量为:276g/mol×0.02mol=5.52g,
11.68 g沉淀中亚硝酸银沉淀的质量为:m(AgNO2)=11.68 g-5.52 g=6.16 g,则原溶液中NO2-的物质的量是:n(NO2-)=n(AgNO2)==0.04mol;
③第二份加入过量浓NaOH溶液,加热使产生的气体全部放出,该气体一定是氨气,因此原溶液中含有NH4+;用100mL0.5mol•L-1的硫酸溶液恰好完全吸收,酸也不剩余,硫酸的物质的量是:0.5mol/L×0.1L=0.05mol,则氨气的物质的量为:0.05mol×2=0.1mol,则原溶液中NH4+的物质的量是0.1mol,所以原溶液确定含NH4+、NO2-、CO32-,且物质的量之比为5:2:1;
根据电荷守恒可知,原溶液中一定还含有NO3-,但K+不能确定,
A.根据实验①②可推知,溶液中含有CO32-、NO2-,则一定不存在较大浓度的H+、Mg2+,故A正确;
B.根据实验③可知含有NH4+,由H2SO4+2NH3═(NH4)2SO4得,n(NH4+)=2n(SO42-)=2×0.1 L×0.5 mol•L-1=0.1 mol;11.68 g沉淀为Ag2CO3和AgNO2的混合物,n(CO32-)=n(CaCO3)==0.02mol,则m(Ag2CO3)=0.02 mol×276 g•mol-1=5.52 g,m(AgNO2)=11.68 g-5.52 g=6.16 g,n(NO2-)=n(AgNO2)=
=0.04mol,所以原溶液确定含NH4+、NO2-、CO32-,且物质的量之比为:5:2:1,故B正确;
C.根据电荷守恒可知,溶液中一定有NO3-,不能确定是否含有K+,故C错误;
D.产生的棕色气体为NO、NO2和CO2的混合物,NO遇空气会生成NO2,颜色会加深,故D正确;
故选C.
某无色溶液,其中可能存在的离子有:Na+、Ag+、Fe3+、Ba2+、Al3+、AlO2-、S2-、SO32-、SO42-,现取该溶液进行实验,实验结果如下:
(1)生成沉淀甲的离子方程式为______
(2)由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为______
(3)沉淀丙可能是______(填化学式)
(4)综合上述信息,可以肯定存在的离子有______.
正确答案
2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
BaCO3或BaCO3和BaSO4
AlO2-、S2-、SO32-、Na+
解析
解:(1)根据所给的离子,硫离子和亚硫酸根离子在酸性环境下发生归中反应生成淡黄色的沉淀单质硫,即2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O,故答案为:2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O;
(2)只有铝离子和碳酸氢根之间能发生双水解反应生成氢氧化铝白色沉淀氢氧化铝,即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,但是铝离子和硫离子不共存,所以该铝离子是偏铝酸根离子和氢溴酸反应后得到的铝离子,溶液中一定含有偏铝酸根,故答案为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)过量的碳酸氢铵和氢氧化钡反应一定会生成一定量的碳酸钡,硫酸根存在时,也会和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,所以沉淀丙可能是BaCO3或 BaCO3和BaSO4的混合物,
故答案为:BaCO3或BaCO3和BaSO4;
(4)根据以上三小题,可以确定溶液中一定含有AlO2-、S2-、SO32-,根据溶液的电中性原理,一定得含有阳离子,而溶液是无色的,所以不含有三价铁离子,一定含有钠离子,
故答案为:AlO2-、S2-、SO32-、Na+.
相关的离子检验结论可靠的是( )
正确答案
解析
解:A、往某溶液中加入盐酸,产生无色气体,说明原溶液中含有CO32-、HCO3-等离子中的至少一种,故A错误;
B、溶液中含有Fe3+,加入KSCN溶液,显血红色,据此可以检验铁离子,故B正确;
C、往某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中含有SO42-或是Cl-等离子中的至少一种,故C错误;
D、往某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中含有CO32-、SO42-或是Cl-等离子中的至少一种,故D错误.
故选B.
为了证明(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,下列实验叙述中错误的是( )
正确答案
解析
解:A.晶体加热后生成液体可以判断是生成的水,证明晶体中含结晶水,故A正确;
B.溶液呈浅绿色证明试样溶液中含有Fe2+ 滴入KSCN溶液,溶液不显红色,再向试管中滴加几滴新配制的氯水,溶液的颜色变为红色,说明有Fe3+存在,这个结果间接地说明在原溶液中有Fe2+存在,故B正确;
C.加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42-,这是硫酸根离子的检验方法,故C正确;
D.向某无色溶液中加入浓NaOH溶液,加热试管,检验氨气,利用湿润的红色石蕊试纸,试纸变蓝,则说明原溶液中一定含NH4+,故D错误;
故选D.
现有A、B、C、D、E五种盐溶液,分别由K+、NH4+、Ag+、Ba2+、Al3+、Cl-、Br-、CO32-、SO42-、NO3- 中的阳离子和阴离子各一种组成(五种盐所含阴、阳离子各不相同)已知:
①A+B→白色沉淀 ②A+D→白色沉淀 ③A+C→白色沉淀
④D+B→白色沉淀+无色气体 ⑤A溶液中c(H+)=c(OH-)
⑥B溶液中c(H+)=1×10-12mol•L-1 ⑦C、D、E三种溶液的pH<7,
根据以上实验事实可以推出(用分子式表示)
A为______;B为______;C为______;D为______;E为______.
写出以上①②③④各步反应的离子方程式:
①______,②______,
③______,④______.
正确答案
解:(1)根据其中C、D、E三种溶液的pH<7,说明C、D、E三种溶液为强酸弱碱盐,水解呈酸性,B溶液呈碱性,A溶液中c(H+)=c(OH-),Ag+不能Cl-、Br-、SO42-、CO32-相结合,因为AgCl、Ag2SO4、Ag2CO3都为白色沉淀,AgBr为浅黄色沉淀,只能形成硝酸银,可推测知A为中性溶液,只有氯化钡、硫酸铝,根据B溶液呈碱性,B为强碱弱酸盐,而K+、Ba2+为强碱阳离子,CO32-为弱酸根离子,因此B只能为K2CO3,根据B和D反应生成白色沉淀和气体,B中含CO32-,而能与CO32-反应生成沉淀的有Al3+、Ag+、Ba2+,其中CO32-和Al3+发生双水解反应不仅生成沉淀而且生成气体,离子反应为2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+CO2↑,所以D中含Al3+,而D为强酸弱碱盐酸性溶液,酸根离子为Cl-、Br-、SO42-中的一种,即为硫酸铝,根据A可分别与C、B、D反应生成白色沉淀,B为K2CO3,D为硫酸铝,C中只能是硝酸银,
故答案为:A:BaCl2;B:K2CO3;C:AgNO3;D:Al2(SO4);E:NH4Br;
(2)
丁中阳离子可能为Ag+、Ba2+中的一种.而丁为强酸弱碱盐,故可确定丁中含Ag+,只能为AgNO3.戊为强酸弱碱盐,戊中只能含NH4+.丙为中性溶液,为强酸强碱盐,可确定丙中只能含Ba2+.因为丁为AgNO3,与甲、乙、丙反应生成白色沉淀,
与Ag+反应生成白色沉淀的酸根离子有Cl-、SO42-、CO32-,丙中含Ba2+,所以丙为BaCl2,甲中含Al3+,
所以甲为Al2(SO4)3,最后戊中含NH4+,与之结合的酸根离子为Br-,即戊为NH4Br,
故答案为:Al2(SO4)3;K2CO3;BaCl2;AgNO3;NH4Br;
(2)①②③④各步反应的离子方程式分别为:①Ba2++CO32-═BaCO3↓ ②Ba2++SO42-═BaSO4↓ ③Ag++Cl-═AgCl↓
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:①Ba2++CO32-═BaCO3↓;②Ba2++SO42-═BaSO4↓;③Ag++Cl-═AgCl↓;
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑.
解析
解:(1)根据其中C、D、E三种溶液的pH<7,说明C、D、E三种溶液为强酸弱碱盐,水解呈酸性,B溶液呈碱性,A溶液中c(H+)=c(OH-),Ag+不能Cl-、Br-、SO42-、CO32-相结合,因为AgCl、Ag2SO4、Ag2CO3都为白色沉淀,AgBr为浅黄色沉淀,只能形成硝酸银,可推测知A为中性溶液,只有氯化钡、硫酸铝,根据B溶液呈碱性,B为强碱弱酸盐,而K+、Ba2+为强碱阳离子,CO32-为弱酸根离子,因此B只能为K2CO3,根据B和D反应生成白色沉淀和气体,B中含CO32-,而能与CO32-反应生成沉淀的有Al3+、Ag+、Ba2+,其中CO32-和Al3+发生双水解反应不仅生成沉淀而且生成气体,离子反应为2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+CO2↑,所以D中含Al3+,而D为强酸弱碱盐酸性溶液,酸根离子为Cl-、Br-、SO42-中的一种,即为硫酸铝,根据A可分别与C、B、D反应生成白色沉淀,B为K2CO3,D为硫酸铝,C中只能是硝酸银,
故答案为:A:BaCl2;B:K2CO3;C:AgNO3;D:Al2(SO4);E:NH4Br;
(2)
丁中阳离子可能为Ag+、Ba2+中的一种.而丁为强酸弱碱盐,故可确定丁中含Ag+,只能为AgNO3.戊为强酸弱碱盐,戊中只能含NH4+.丙为中性溶液,为强酸强碱盐,可确定丙中只能含Ba2+.因为丁为AgNO3,与甲、乙、丙反应生成白色沉淀,
与Ag+反应生成白色沉淀的酸根离子有Cl-、SO42-、CO32-,丙中含Ba2+,所以丙为BaCl2,甲中含Al3+,
所以甲为Al2(SO4)3,最后戊中含NH4+,与之结合的酸根离子为Br-,即戊为NH4Br,
故答案为:Al2(SO4)3;K2CO3;BaCl2;AgNO3;NH4Br;
(2)①②③④各步反应的离子方程式分别为:①Ba2++CO32-═BaCO3↓ ②Ba2++SO42-═BaSO4↓ ③Ag++Cl-═AgCl↓
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:①Ba2++CO32-═BaCO3↓;②Ba2++SO42-═BaSO4↓;③Ag++Cl-═AgCl↓;
④2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑.
学校化学研究小组对某溶液进行检测分析,该无色溶液中可能含有NH4+、K+、Al3+、HCO3-、Cl-、MnO4-、SO42-等离子中的几种离子.
①经实验可知溶液明显呈酸性.
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲,向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生.
③另取少量该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙,当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙,最后沉淀完全溶解.
(1)写出气体丙的电子式______.
(2)该溶液中一定不含有:______(填离子的化学式)离子,一定含有的离子有______(填离子的化学式).
(3)在这些不存在的离子中,有一种离子在酸性环境中与SO2反应,试写出该反应的离子方程式______.
(4)请设计实验方案,检验该试液中是否存在可能含有的离子______.
正确答案
解:溶液无色,说明不含MnO4-;
①经实验可知溶液明显呈酸性,可为强酸弱碱盐,则一定不存在水解呈碱性的HCO3-离子;
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲,向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生,说明含有SO42-,不含有Cl-,
甲为BaSO4;
③另取少量该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙,当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙,最后沉淀完全溶解,说明含有NH4+、Al3+,乙为Al(OH)3,
丙为NH3,
(1)由以上分析可知丙为NH3,电子式为,故答案为:
;
(2)由以上分析可知一定含有的离子为NH4+、Al3+、SO42-,一定不含有的离子为MnO4-、HCO3-、Cl-,
故答案为:MnO4-、HCO3-、Cl-;NH4+、Al3+、SO42-;
(3)能与二氧化硫反应的离子应具有强氧化性,应为MnO4-,反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,
故答案为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;
(4)K+应通过焰色反应检验,实验方法是用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,观察火焰颜色,若紫色,则含有K+,
故答案为:焰色反应,用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,观察火焰颜色,若紫色,则含有K+.
解析
解:溶液无色,说明不含MnO4-;
①经实验可知溶液明显呈酸性,可为强酸弱碱盐,则一定不存在水解呈碱性的HCO3-离子;
②取10mL该溶液于试管中滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到0.03mol白色沉淀甲,向滤液中加入AgNO3溶液未见沉淀产生,说明含有SO42-,不含有Cl-,
甲为BaSO4;
③另取少量该溶液于试管中,滴加NaOH溶液产生白色沉淀乙,当沉淀增加到一定量后开始产生气体丙,最后沉淀完全溶解,说明含有NH4+、Al3+,乙为Al(OH)3,
丙为NH3,
(1)由以上分析可知丙为NH3,电子式为,故答案为:
;
(2)由以上分析可知一定含有的离子为NH4+、Al3+、SO42-,一定不含有的离子为MnO4-、HCO3-、Cl-,
故答案为:MnO4-、HCO3-、Cl-;NH4+、Al3+、SO42-;
(3)能与二氧化硫反应的离子应具有强氧化性,应为MnO4-,反应的离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+,
故答案为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;
(4)K+应通过焰色反应检验,实验方法是用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,观察火焰颜色,若紫色,则含有K+,
故答案为:焰色反应,用洁净的铂丝蘸取试样在无色火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,观察火焰颜色,若紫色,则含有K+.
某溶液含有下表离子中的几种(不考虑水的电离及离子的水解).溶液中阴离子物质的量为0.2mol,阳离子物质的量为0.3mol,阳离子只有两种.
①若向原溶液中加入过量稀盐酸,无气体生成,得到溶液A.
②向溶液A中加入过量稀HNO3,再加AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀.过滤,得滤液B.
③往B中加入过量NaOH溶液并加热,有4.48L刺激性气味气体产生(不考虑气体溶解于水或与水反应,体积已折算为标准状况下的体积),同时有红褐色沉淀生成.过滤,得滤液C,此过程中沉淀的量不减少.
④若向原溶液中加入稀HNO3,再加足量BaCl2,有46.6g白色沉淀生成.
根据上述实验回答下列问题.
(1)原溶液中一定不存在的阴离子是______.
(2)写出③总的离子方程式______.
(3)若原溶液由一种盐溶解于水制得,则该盐的化学式为______.
(4)若原溶液由R和M(摩尔质量R>M)两种盐溶解于水制得,则这两种盐的化学式为______,其物质的量之比为______.
ⅰ、M溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______.
ⅱ、实验室用工业废料制备盐R,在利用重结晶方法精制该盐时,需要趁热过滤,原因是______.
正确答案
解:(1)①若向原溶液中加入过量稀盐酸,无气体生成,得到溶液A,说明溶液中一定不含有CO32-、SO32-;
②向溶液A中加入过量稀HNO3,再加AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀,过滤,得滤液B,因溶液A中含有Cl-,所以原溶液中不一定含有Cl-;
④若向原溶液中加入稀HNO3,再加足量BaCl2,有46.6g白色沉淀生成,所以原溶液中一定有SO42-,一定不含Ba2+,硫酸钡的物质的量为0.2mol,则SO42-的物质的量为0.2mol,因溶液中阴离子物质的量为0.2mol,所以溶液中阴离子只有SO42-,一定没有Cl-,
③往B中加入过量NaOH溶液并加热,有4.48L(0.2mol)刺激性气味气体产生(不考虑气体溶解于水或与水反应,体积已折算为标准状况下的体积),同时有红褐色沉淀生成.过滤,得滤液C,此过程中沉淀的量不减少,说明溶液B中含有NH4+、
Fe3+或Fe2+、则原溶液中一定含有NH4+、Fe3+或Fe2+,一定没有OH-、Al3+,因阳离子只有两种,所以则原溶液中一定只有NH4+、Fe3+或Fe2+,因NH3的物质的量为0.2mol,根据NH4+、~NH3,得NH4+的物质的量也为0.2mol,又因阳离子物质的量为0.3mol,阳离子只有两种,所以Fe3+或Fe2+的物质的量为0.1mol,根据电荷守恒,离子为Fe2+,一定不含Fe3+,
综上所述,溶液中的阳离子:NH4+、Fe3+,阴离子有:SO42-,一定没有的离子是:Ba2+、Al3+、Fe3+、OH-、CO32-、Cl-、
SO32-,原溶液中一定不存在的阴离子是OH-、CO32-、Cl-、SO32-,故答案为:OH-、CO32-、Cl-、SO32-;
(2)B与过量NaOH溶液并加热,有4.48L刺激性气味气体产生,同时有红褐色沉淀生成,方程式为:2NH4++Fe3++5OH-2NH3↑+Fe(OH)3↓+2H2O,故答案为:2NH4++Fe3++5OH-
2NH3↑+Fe(OH)3↓+2H2O;
(3)溶液含有0.2molNH4+,0.1molFe2+,0.2molFe2+,三者的个数之比为:2:1:2,
所以化学式为:(NH4)2Fe(SO4)2,故答案为:(NH4)2Fe(SO4)2;
(4)因两种盐溶解于水制得:(NH4)2Fe(SO4)2,所以这两种盐的化学式为:(NH4)2SO4和FeSO4,物质的量之比为:1:1,因FeSO4的相对分子质量大于和(NH4)2SO4,所以M溶液为(NH4)2SO4,因铵根离子水解,
所以离子浓度:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:(NH4)2SO4和FeSO4; 1:1;c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);
(5)为减少过滤时该盐的损失,因趁热过滤,故答案为:减少过滤时该盐的损失;
解析
解:(1)①若向原溶液中加入过量稀盐酸,无气体生成,得到溶液A,说明溶液中一定不含有CO32-、SO32-;
②向溶液A中加入过量稀HNO3,再加AgNO3溶液,溶液中析出白色沉淀,过滤,得滤液B,因溶液A中含有Cl-,所以原溶液中不一定含有Cl-;
④若向原溶液中加入稀HNO3,再加足量BaCl2,有46.6g白色沉淀生成,所以原溶液中一定有SO42-,一定不含Ba2+,硫酸钡的物质的量为0.2mol,则SO42-的物质的量为0.2mol,因溶液中阴离子物质的量为0.2mol,所以溶液中阴离子只有SO42-,一定没有Cl-,
③往B中加入过量NaOH溶液并加热,有4.48L(0.2mol)刺激性气味气体产生(不考虑气体溶解于水或与水反应,体积已折算为标准状况下的体积),同时有红褐色沉淀生成.过滤,得滤液C,此过程中沉淀的量不减少,说明溶液B中含有NH4+、
Fe3+或Fe2+、则原溶液中一定含有NH4+、Fe3+或Fe2+,一定没有OH-、Al3+,因阳离子只有两种,所以则原溶液中一定只有NH4+、Fe3+或Fe2+,因NH3的物质的量为0.2mol,根据NH4+、~NH3,得NH4+的物质的量也为0.2mol,又因阳离子物质的量为0.3mol,阳离子只有两种,所以Fe3+或Fe2+的物质的量为0.1mol,根据电荷守恒,离子为Fe2+,一定不含Fe3+,
综上所述,溶液中的阳离子:NH4+、Fe3+,阴离子有:SO42-,一定没有的离子是:Ba2+、Al3+、Fe3+、OH-、CO32-、Cl-、
SO32-,原溶液中一定不存在的阴离子是OH-、CO32-、Cl-、SO32-,故答案为:OH-、CO32-、Cl-、SO32-;
(2)B与过量NaOH溶液并加热,有4.48L刺激性气味气体产生,同时有红褐色沉淀生成,方程式为:2NH4++Fe3++5OH-2NH3↑+Fe(OH)3↓+2H2O,故答案为:2NH4++Fe3++5OH-
2NH3↑+Fe(OH)3↓+2H2O;
(3)溶液含有0.2molNH4+,0.1molFe2+,0.2molFe2+,三者的个数之比为:2:1:2,
所以化学式为:(NH4)2Fe(SO4)2,故答案为:(NH4)2Fe(SO4)2;
(4)因两种盐溶解于水制得:(NH4)2Fe(SO4)2,所以这两种盐的化学式为:(NH4)2SO4和FeSO4,物质的量之比为:1:1,因FeSO4的相对分子质量大于和(NH4)2SO4,所以M溶液为(NH4)2SO4,因铵根离子水解,
所以离子浓度:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:(NH4)2SO4和FeSO4; 1:1;c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);
(5)为减少过滤时该盐的损失,因趁热过滤,故答案为:减少过滤时该盐的损失;
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务.
(1)海水中所含元素质量最大的是______(写元素符号),被称作海洋元素的是______(写元素符号).
(2)①从海水中提取粗盐采用的方法是______,粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为A盐酸、B氯化钡溶液、C氢氧化钠溶液、D碳酸钠溶液,以上试剂添加的顺序为______.
②工业上常以食盐为原料制备氯气,再用氯气制备漂白粉,用化学方程式表示工业上制漂白粉的原理______
(3)提取NaCl后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg和Br2.
①如用来提取Mg,请完成具体工业流程(注:( )内填所需试剂,【】内填操作)
②根据上述提取镁的全过程,没有涉及到的反应类型是______
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.复分解反应
③若用来提取Br2,用离子方程式表示提取溴的原理:______.
④方法A:母液提取Mg后,再用来提取Br2;方法B:母液提取Br2后,再用来提取Mg.哪个更合适______(填“A”或“B”),你的理由是______.
正确答案
(1)因海水中含有大量的水,水中质量大的是氧元素,因溴被称作海洋元素,故答案为:O;Br;
(2)因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐,镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:CBDA,
故答案为:蒸发结晶;CBDA;
(1)①将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰:CaCO3CaO+CO2↑,并将石灰制成石灰乳:CaO+H2O=Ca(OH)2;
将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgC12溶液:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,再经蒸发结晶得到MgC12•6H2O
将MgC12•6H2O在一定条件下加热得到无水MgC12:MgCl2•6H2OMgCl2+6H2O;
电解熔融的氯化镁可得到Mg:MgCl2Mg+Cl2↑,
故答案为:盐酸;电解;
③CaCO3CaO+CO2↑ 分解反应;
CaO+H2O=Ca(OH)2 化合反应;
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2 复分解反应;
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 再复分解反应;
MgCl2•6H2OMgCl2+6H2O 分解反应;
置换反应没有涉及到,故选:C.
(4)因若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,而氯气能与过量的石灰乳反应,用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2,所以母液提取Br2后,再用来提取Mg,若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,氯气能与过量的石灰乳反应,用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2.故答案为:B;若先提取镁,海水中会残留大量Ca(OH)2,再用Cl2提取溴时会消耗大量Cl2
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